Ультразвуковой расходомер

 

СОКИ СОВЕТСКИХ

СО@4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

O% 01) g g G 01 " 1/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ":

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3400137/18-10 (22) 24. 02. 82 (46) 28. 02.84. Бюл. М 8 (72) В.Л. Федоров (71) Куйбышевское специальное кон" структорское бюро Научно-производственного объединения "Нефтехимавтоматика" (53) 681. 121 (088, 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 422958, кл.. G 01 F 1/66, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 201690, кл. G 01 F 1/66, 1965 (прототип). (54)(57) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОИЕР, . содержащий закрепленные на стенках трубопровода один излучающий и два приемных преобразователя; задающий генератор, подключенный к излучающему преобразователю, двухканальный усилитель, входы которого подключены к приемным преобразователям, а выхо" ды соответственно через первый и второй амплитудные детекторы подключены к входам измерительного блока, выход которого подключен к р ист.ратору, отличающийся тем,- что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, он дополнительно снабжен третьим амплитудным детектором, а изме" рительный блок выполнен в виде трех логарифматоров отношения и масшта" бирующего усилителя, причем вход третьего амплитудного детектора подклю" чен к выходу задающего генератора, а его выход подключен к вторым входам первого и второго логарифматоров отношения, первые входы которых подключены к выходам первого и второго амплитудных детекторов, а выходы че.рез третий логарифматор отношения и масштабирующий усилитель подключены к регистратору.

1076

Ф

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может найти применение при непрерывном контроле расхода жидких и газообразных сред, характеризуемых большим коэффициентом затухания.

Известен ультразвуковой расходомер, содержащий закрепленные на стенках трубопровода один излучающий и два приемных преобразователя, 1О генератор, подключенный к излучающему преобразователю, измеритель разности фаз, входы которого подключены к приемным преобразователям, а выход к индикатору 1 ).

Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон измерений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ультразвуковой расходомер, со держащий размещенные на противоположных стенках трубопровода излучающий и приемные преобразователи, задающий генератор, подключенный к излучающе- >> му преобразователю, двухканальный усилитель, входы которого подключены к приемным преобразователям, а выходы соответственно через первый и второй амплитудные детекторы и измерительный блок подключены к регистратору(2).

Недостатками известного устройства являются невысокая точность и ограниченный диапазон при измерении сред с большим коэффициентом затухания.

Цель изобретения - повышение точ- З5 ности и расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается -тем, что ультразвуковой расходомер, содержащий закрепленные на стенках трубо- 40 провода один излучающий и два приемных преобразователя, задающий гене" ратор, подключенный к излучающему преобразователю, двухканальный усилитель, входы которого подключены к приемным преобразователям, а выходы соответственно через первый и второй амплитудные детекторы подключены к входам измерительного блока, выход которого подключен к регистратору, дополнительно снабжен третьим амплитудным детектором, а измерительный блок выполнен в виде трех логарифматоров отношения и масштабирующего усилителя, причем вход третьего ам- 55 плитудного детектора подключен к выходу задающего генератора, а его вы,ход подключен к вторым входам пер754 ь вого и второго логарифматоров отношения, первые входы которых подключены к выходам первого и второго ам- плитудных детекторов, а выходы через третий логарифматор отношения и масштабирующий усилитель подключены к регистратору.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Расходомер содержит закрепленные на отрезке трубопровода один излучающий 1 и два приемные 2 и 3 преобразователи, задающий генератор 4, двухканальный усилитель 5, три амплитудных детектора б-8, измерительный блок Я, состоящий из трех логарифматоров 10- 12 отношения, и масштабирующего усилителя 13, а также регистратор 14.

Расходомер работает следующим образом.

Задающий генератор 4 ультразвуковой частоты, вырабатывает непрерывный электрический сигнал синусоидальной формы 0ген и возбуждает им пьезоэлектрический (или любой другой электроакустический) преобразователь 1, который преобразует элек.трический сигнал в акустический, акустический сигнал, пройдя через контролируемую .среду в двух направлениях (по и против потока), возбуждает пьезоэлектрические преобразователи 2 и .3, на выходе которых будут электрические сигналы переменного тока той же частоты и с ампли" тудой соответственно Uù„è U „„ .

Потери электрической энергии на двойное электроакустическое преобразование в системах излучатель-приемник учитываются коэффициентами К пер1 и Knep2 KQTGPble BocTDRHHbl AflR AaH ной йары излучатель-приемник и в общем случае могут быть не равны друг другу. Для компенсации этих потерь служит двухканальный усилитель 5, коэффициенты усиления которого равны

1 1 соответственно — и — лри отсутст пер1 пер2 вии контролируемого потока напряжения на выходах двухканального усили-,, щ1 м2 теля равны друг другу пер4 пер2

После аыпрямления амплитудными детекторами 6 и 7 сигналы подаются на первый и второй логарифматоры 10 и 11 отношения, на вторые входы которых

5 где Се - скорость звука в контролио, руемой среде при Т 293,15 К;

Ра 760 мм рт.ст., S - площадь поперечного сечения трубопровода;

10 .9 - угол наклона базы измерения к оси трубопровода.

Выходная величина зависит только от измеряемого расхода и не зависит . от изменяемых параметров среды (вяз-!

5 кости, температуры, плотности и др).

Точность измерения в предлагаемом устройстве повышается за счет исклю чения апияния на измеряемую величину изменяющихся параметров среды. ур Кроме того, изобретение лишено неод.нозначности в оценке измеряемого рас" хода при набеге фазы y9 360, что расширяет диапазон измерений.

4"пер жгем

2/ оер2 ген которая после преобразования в мас. штабирующем усилителе примет вид

u „ е.

КРРЕРа ген д е КР Рп lf Р

Рп г р2 ген з . 1076754 подается предварительно Вйпряен- где К2 - эфф ц

- коэффициент масштабированое емппнтьднын детектором 8 непряие- ння ние зада щего генератора Оган

Логарифматоры 10 и 11 отйошения

У,. выполняют операцию g Р где

ГЕН ВаРР

le - амплитуда напряжения в одном из каналов.

Логарифматор 12 выполняет операцию

1076754

Составитель Н. Бурбело

Редактор Н. Руднева Техред Ж. Кастелевич Корректор " Тяско

Заказ 731/38., Тираж 610 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,- Иосква, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4